一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置，包括：撬裝基座，撬裝基座上設(shè)有用于天然氣初步分離的三相分離器；用于天然氣冷箱預(yù)冷的換熱器與所述三相分離器連通；用于水、氣分離的兩相分離器與所述換熱器連通；用于噴射降溫的超音速多級噴管與所述兩相分離器連通；液烴分離器與所述超音速多級噴管連通；三相分離器、兩相分離器、所述液烴分離器均與所述撬裝基座內(nèi)的集液管道連通。本實(shí)用新型的有益效果為：液烴回收集中于一根超音速多級噴管，大大的減少了設(shè)備投資，節(jié)約了場地，降低了能耗，節(jié)約人力成本，易于成撬，裝置本身屬靜止類產(chǎn)品，無功耗，便于安裝和操作，節(jié)能減排，大幅度提高了生產(chǎn)效率和降低運(yùn)行成本。
【專利說明】一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的天然氣分離技術(shù)(脫水、脫烴)主要是三種方法:低溫冷凝分離法、溶劑油吸收法、固體分子篩吸附法?，F(xiàn)有天然氣處理的系統(tǒng)采用一種或多種工藝的組合，將水分及重?zé)N從天然氣中脫除。
[0003]如采用分子篩吸附法和三甘醇等溶劑吸收法來進(jìn)行脫水，空冷法和低溫法同時(shí)脫水脫重?zé)N，小壓差節(jié)流法脫水脫重?zé)N，以及吸收法與低溫法組合工藝脫水脫烴等組合法，這些工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)及一定的使用條件。就缺點(diǎn)來講，以上所述各工藝都存在流程復(fù)雜，設(shè)備體積大、投資高，運(yùn)行成本高，能耗高，不經(jīng)濟(jì)、不環(huán)保的缺點(diǎn)。
[0004]如節(jié)流法、低溫冷凝法需要滿足較高的壓力，且在氣體壓縮和氣體膨脹環(huán)節(jié)壓力降很大，即壓力做功損失較大，因此運(yùn)行能耗較高；溶劑油吸收法需要建設(shè)龐大的吸收分離設(shè)備，投入大劑量的溶劑油，存在天然氣處理量小的缺點(diǎn)，且環(huán)保指標(biāo)很難達(dá)到要求，天然氣壓力損失較大；分子篩吸附法，同樣設(shè)備大，投資高，需要反復(fù)的吸附、加熱再生、再吸附的循環(huán)，造成很高的壓降，同時(shí)浪費(fèi)大量的能源，還需要投入很大的壓縮功率來天然氣提高壓力，已達(dá)到管輸?shù)囊蟆?br> 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對上述問題中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置，包括:
[0007]撬裝基座，所述撬裝基座上設(shè)有用于天然氣初步分離的三相分離器；
[0008]用于天然氣冷箱預(yù)冷的換熱器與所述三相分離器連通；
[0009]用于水、氣分離的兩相分離器與所述換熱器連通；
[0010]用于噴射降溫的超音速多級噴管與所述兩相分離器連通；
[0011]液烴分離器與所述超音速多級噴管連通；
[0012]所述三相分離器、所述兩相分離器、所述液烴分離器均與所述撬裝基座內(nèi)的集液管道連通；
[0013]壓縮部一位于所述超音速多級噴管前部；
[0014]膨脹部一與壓縮部二位于所述超音速多級噴管中部；
[0015]膨脹部二位于所述超音速多級噴管后部；
[0016]所述壓縮部一與所述膨脹部一通過喉部一連通；
[0017]所述壓縮部二與所述膨脹部二通過喉部二連通；
[0018]所述膨脹部一下部的管壁上設(shè)有排液口一 ；
[0019]所述膨脹部二下部的管壁上設(shè)有排液口二。
[0020]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述三相分離器前部與天然氣管道連接，所述天然氣管道前端為濕氣進(jìn)口。
[0021]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述三相分離器底部還設(shè)有固體雜質(zhì)出口。
[0022]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述超音速多級噴管與所述撬裝基座上的干氣出口連通。
[0023]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述集液管道與所述撬裝基座側(cè)部的混烴儲罐連通，所述集液管道前部設(shè)有污水口。
[0024]本實(shí)用新型的有益效果為:將壓縮、膨脹降溫、液烴回收集中于一根超音速多級噴管，大大的減少了設(shè)備投資，節(jié)約了場地，降低了能耗，節(jié)約人力成本；因?yàn)楸狙b置的壓力降非常小，所以如果原料天然氣的進(jìn)氣壓力能夠滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)(0.8?1.5Mpa即可滿足工況要求)，可以省卻掉壓縮機(jī)、制冷機(jī)、膨脹機(jī)等設(shè)施，或大大降低壓縮或膨脹的做功功率。原料氣經(jīng)過超音速多級噴管后，所產(chǎn)干氣直接就可以進(jìn)入管網(wǎng)或CNG制作單元。同等進(jìn)口壓力的條件下，由于壓力降的減少，壓縮功率和膨脹機(jī)功率可以降低40— 60%;同等烴液回收率的條件下，系統(tǒng)總能耗可以降低50%。大幅度提高了生產(chǎn)效率和降低運(yùn)行成本；同等的功率消耗，可以產(chǎn)生較高的輕烴回收率和較低的水露點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0026]圖2為本實(shí)用新型一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置的超音速多級噴管的結(jié)構(gòu)框圖。
[0027]圖中:1、濕氣進(jìn)口 ；2、天然氣管道；3、三相分離器；4、換熱器；5、兩相分離器；6、超音速多級噴管；7、液烴分離器；8、干氣出口 ；9、撬裝基座；10、集液管道；11、污水口 ；12、固體雜質(zhì)出口。

【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1-2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置，包括:撬裝基座9，所述撬裝基座9上設(shè)有用于天然氣初步分離的三相分離器3 ；用于天然氣冷箱預(yù)冷的換熱器4與所述三相分離器3連通；用于水、氣分離的兩相分離器5與所述換熱器4連通；用于噴射降溫的超音速多級噴管6與所述兩相分離器5連通；液烴分離器7與所述超音速多級噴管6連通；所述三相分離器3、所述兩相分離器5、所述液烴分離器7均與所述撬裝基座9內(nèi)的集液管道10連通；壓縮部一 13位于所述超音速多級噴管6前部；膨脹部一 15與壓縮部二 16位于所述超音速多級噴管6中部；膨脹部二 18位于所述超音速多級噴管6后部；所述壓縮部一 13與所述膨脹部一 15通過喉部一 14連通；所述壓縮部二 16與所述膨脹部二 18通過喉部二 17連通；所述膨脹部一 15下部的管壁上設(shè)有排液口一 19 ;所述膨脹部二 18下部的管壁上設(shè)有排液口二 20。所述三相分離器3前部與天然氣管道2連接，所述天然氣管道2前端為濕氣進(jìn)口 I。所述三相分離器3底部還設(shè)有固體雜質(zhì)出口 12，所述超音速多級噴管6與所述撬裝基座9上的干氣出口 8連通。所述集液管道10與所述撬裝基座9側(cè)部的混烴儲罐連通，所述集液管道10前部設(shè)有污水口 11。第一級壓縮---喉部---膨脹，根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，選擇壓降較小的設(shè)計(jì)，通過對喉部的優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到壓降少，溫降也較少的效果，目的是初步脫出一部分水分，為下一級深度脫水做準(zhǔn)備。通過第一級的脫水，使天然氣中飽和水汽含量降至一定的水平，大大減少深度脫水過程中由于低溫形成氣水混合物(可燃冰)的概率，解決系統(tǒng)冰堵的幾率。將壓縮、膨脹降溫、液烴回收集中于一根超音速多級噴管，大大的減少了設(shè)備投資，節(jié)約了場地，降低了能耗，節(jié)約人力成本；因?yàn)楸狙b置的壓力降非常小，所以如果原料天然氣的進(jìn)氣壓力能夠滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)，可以省卻掉壓縮機(jī)、制冷機(jī)、膨脹機(jī)等設(shè)施，原料氣經(jīng)過超音速多級噴管后，所產(chǎn)干氣直接就可以進(jìn)入管網(wǎng)。同等進(jìn)口壓力的條件下，由于壓力降的減少，壓縮功率和膨脹機(jī)功率可以降低40— 60% ;同等烴液回收率的條件下，系統(tǒng)總能耗可以降低50%。大幅度提高了生產(chǎn)效率和降低運(yùn)行成本。
[0029]具體使用時(shí):濕氣先進(jìn)入三相分離器，將天然氣進(jìn)行初步的分離，即將固態(tài)雜質(zhì)、游離狀態(tài)水去除；然后進(jìn)入冷箱預(yù)冷，天然氣遇冷后再次產(chǎn)生的游離水，通過兩相分離器將水和汽分離；分離后的氣體進(jìn)入超音速多級噴管，經(jīng)兩次噴射降溫后分別凝結(jié)出的液體進(jìn)入液烴分離器；從噴管二級出口流出的天然氣即為處理合格的干氣；三相分離器、兩相分離器、液烴分離器分離出來的水經(jīng)污水口排放，混烴則送至混烴儲罐，整個(gè)流程完畢。多級噴射分離處理裝置屬于冷凝分離法的范疇，但由于經(jīng)過優(yōu)化噴管的設(shè)計(jì)，使天然氣處理的壓縮、膨脹、冷凝、回收的過程集中于一根噴管，壓力降較上述的各種方法有明顯的減少，在滿足相同的脫水率和相同的輕烴回收率的條件下，壓縮、膨脹所付出的的功率大大降低，功耗較之節(jié)流閥降溫法的降幅可達(dá)40% -60%，比透平膨脹機(jī)的功率要低30%以上；在相同壓力條件下，本裝置有著較高的輕烴回收率和較高的脫水率。
[0030]而且該裝置體積小、易于成撬，裝置本身屬靜止類產(chǎn)品，無功耗，便于安裝和操作，投資規(guī)模小，運(yùn)營和管理成本大幅度降低，促進(jìn)天然氣生產(chǎn)企業(yè)降低運(yùn)營成本，提高生產(chǎn)效率，節(jié)能減排。
[0031]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有超音速多級噴管的天然氣分離處理裝置，其特征在于，包括: 撬裝基座(9)，所述撬裝基座(9)上設(shè)有用于天然氣初步分離的三相分離器(3)； 用于天然氣冷箱預(yù)冷的換熱器(4)與所述三相分離器(3)連通； 用于水、氣分離的兩相分離器(5)與所述換熱器(4)連通； 用于噴射降溫的超音速多級噴管(6)與所述兩相分離器(5)連通； 液烴分離器(7)與所述超音速多級噴管(6)連通； 所述三相分離器(3)、所述兩相分離器(5)、所述液烴分離器(7)均與所述撬裝基座(9)內(nèi)的集液管道(10)連通； 壓縮部一(13)位于所述超音速多級噴管(6)前部； 膨脹部一(15)與壓縮部二(16)位于所述超音速多級噴管￠)中部； 膨脹部二(18)位于所述超音速多級噴管(6)后部； 所述壓縮部一(13)與所述膨脹部一(15)通過喉部一(14)連通； 所述壓縮部二(16)與所述膨脹部二(18)通過喉部二(17)連通； 所述膨脹部一(15)下部的管壁上設(shè)有排液口一(19)； 所述膨脹部二(18)下部的管壁上設(shè)有排液口二(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣分離處理裝置，其特征在于:所述三相分離器(3)前部與天然氣管道(2)連接，所述天然氣管道(2)前端為濕氣進(jìn)口(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天然氣分離處理裝置，其特征在于:所述三相分離器(3)底部還設(shè)有固體雜質(zhì)出口(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣分離處理裝置，其特征在于:所述超音速多級噴管(6)與所述撬裝基座(9)上的干氣出口(8)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣分離處理裝置，其特征在于:所述集液管道(10)與所述撬裝基座(9)側(cè)部的混烴儲罐連通，所述集液管道(10)前部設(shè)有污水口(11)。
【文檔編號】F25J5/00GK203949443SQ201420405728
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】劉亞濱, 宋曉侖, 張維 申請人:劉亞濱, 宋曉侖, 張維